Aufgabenbeispiele von MGK Klasse 8

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


Binär aus Dezimal

Beispiel:

Gib die Zahl 105 im Binärsystem an.

Lösung einblenden
20 = 1
21 = 2
22 = 4
23 = 8
24 = 16
25 = 32
26 = 64
27 = 128
28 = 256
29 = 512
...

Zuerst versuchen wir Schritt für Schritt die Zahl 105 als Summe von 2er-Potenzen (siehe rechts) zu schreiben:

105 = 64 + 41
= 64 + 32 + 9
= 64 + 32 + 8 + 1

= 1⋅64 + 1⋅32 + 0⋅16 + 1⋅8 + 0⋅4 + 0⋅2 + 1⋅1

Somit ergibt sich die Binärdarstellung von 105 = (110.1001)2

Dezimal aus Binär

Beispiel:

Gib die Zahl (1.0001.1101)2 im Dezimalsystem an.

Lösung einblenden

Als Dezimalzahl

20 = 1
21 = 2
22 = 4
23 = 8
24 = 16
25 = 32
26 = 64
27 = 128
28 = 256
29 = 512
...

Um die (für uns normale) Dezimalzahl zu berechnen, müssen wir einfach jede Ziffer mit der zugehörigen 2er-Potenz ihrer Stelle (siehe rechts) multiplizieren. Am besten tun wir das von rechts nach links:

(1.0001.1101)2 = 1⋅1 + 0⋅2 + 1⋅4 + 1⋅8 + 1⋅16 + 0⋅32 + 0⋅64 + 0⋅128 + 1⋅256= 285

Somit ergibt sich die Dezimaldarstellung von (1.0001.1101)2 = 285

ggT mit Primfaktoren

Beispiel:

Bestimme den größten gemeinsamen Teiler von 72 und 120.

Lösung einblenden

Wir erstellen zuerst die Primfaktorzerlegungen von den beiden Zahlen:

72
= 2 ⋅ 36
= 2 ⋅ 2 ⋅ 18
= 2 ⋅ 2 ⋅ 2 ⋅ 9
= 2 ⋅ 2 ⋅ 2 ⋅ 3 ⋅ 3

120
= 2 ⋅ 60
= 2 ⋅ 2 ⋅ 30
= 2 ⋅ 2 ⋅ 2 ⋅ 15
= 2 ⋅ 2 ⋅ 2 ⋅ 3 ⋅ 5

Jetzt gehen wir alle Primteiler, die in beiden Zerlegungen vorkommen, durch und stecken diese in ihrer gemeinsamen Potenz (also so oft, wie sie höchstens in beiden Zahlen vorkommen) in unsere neue Zahl:

2 ⋅ 2 ⋅ 2(die 2 kommt sowohl in 72 als auch 120 insgesamt 3 mal vor)

2 ⋅ 2 ⋅ 2 ⋅ 3(die 3 kommt sowohl in 72 als auch 120 insgesamt 1 mal vor)

Da 2 ⋅ 2 ⋅ 2 ⋅ 3 = 24 in beiden Primfaktorzerlegungen vorkommt, muss 24 auf jeden Fall ein Teiler von beiden Zahlen sein. Andererseits kann es keinen größeren gemeinsamen Teiler geben, denn sonst müsste ja in diesem größeren gemeinsamen Teiler noch ein weiterer gemeinsamer Primfaktor sein.

Unser größter gemeinsamer Teiler von 72 und 120 ist somit :
ggT(72,120) = 24

kgV mit Primfaktoren

Beispiel:

Bestimme das kleinste gemeinsame Vielfache von 50 und 22.

Lösung einblenden

Wir erstellen zuerst die Primfaktorzerlegungen von den beiden Zahlen:

50
= 2 ⋅ 25
= 2 ⋅ 5 ⋅ 5

22
= 2 ⋅ 11

Jetzt gehen wir jeden Primteiler, der in einer den beiden Zerlegungen vorkommt, durch und stecken diesen in seiner maximalen Potenz (also so oft, wie er höchstens in einer Zahl vorkommt) in unsere neue Zahl:

2(die 2 kommt in 50 insgesamt 1 mal vor)

2 ⋅ 5 ⋅ 5(die 5 kommt in 50 insgesamt 2 mal vor)

2 ⋅ 5 ⋅ 5 ⋅ 11(die 11 kommt in 22 insgesamt 1 mal vor)

In 2 ⋅ 5 ⋅ 5 ⋅ 11 = 550 sind nun alle Primteiler von 50 und alle Primteiler von 22 enthalten. Also ist 550 ein Vielfaches von 50 und 22. Es muss auch das kleinste sein, denn bei einer noch kleineren Zahl würde mindestens ein Primfaktor von 50 oder 22 fehlen.

Das kleinste gemeinsame Vielfache von 50 und 22 ist somit :
kgV(50,22) = 550

ggT mit Euklid' schem Algor.

Beispiel:

Berechne mit Hilfe des Euklid'schen Algorithmus den größten gemeinsamen Teiler von 375 und 190.

Lösung einblenden

Berechnung des größten gemeinsamen Teilers von 375 und 190

=>375 = 1⋅190 + 185
=>190 = 1⋅185 + 5
=>185 = 37⋅5 + 0

also gilt: ggt(375,190)=5

Binär und Dezimal aus Hexdezimal

Beispiel:

Gib die Zahl (40)16 sowohl im Dezimal- als auch im Binärsystem an.

Lösung einblenden

Als Binärzahl

Jede Ziffer im Hexadezimalsystem kann in einen 4-er-Block im Binärsystem umgewandelt werden. Dazu zerlegen wir den Wert einfach als Summe der 2-er-Potenzen 8,4,2 und 1:

(4)16 = 4 = 4 = 1⋅4 + 0⋅2 + 0⋅1 = (100)2

(0)16 = 0 = 0 = 0⋅8 + 0⋅4 + 0⋅2 + 0⋅1 = (0000)2

Diese binären 4-er-Blöcke können dann einfach hintereinander gesetzt werden.

Somit ergibt sich die Binärdarstellung von (40)16 = (100.0000)2

Als Dezimalzahl

20 = 1
21 = 2
22 = 4
23 = 8
24 = 16
25 = 32
26 = 64
27 = 128
28 = 256
29 = 512
...

Um die (für uns normale) Dezimalzahl zu berechnen, müssen wir einfach jede Ziffer mit der zugehörigen 2er-Potenz ihrer Stelle (siehe rechts) multiplizieren. Am besten tun wir das von rechts nach links:

(100.0000)2 = 0⋅1 + 0⋅2 + 0⋅4 + 0⋅8 + 0⋅16 + 0⋅32 + 1⋅64= 64

Somit ergibt sich die Dezimaldarstellung von (100.0000)2 = 64

alle Teiler einer Zahl

Beispiel:

Bestimme alle Teiler von 50 an:

Lösung einblenden

Wir suchen alle Teiler von 50. Dabei beginnen wir mit der 1 und testen die weiteren Zahlen.

Wenn eine Zahl ein Teiler von 50 ist, teilen wir 50 durch diese Zahl und erhalten so automatisch einen weiteren Teiler. Wir erhalten so also immer Teiler-Paare mit einem größerem und einem kleineren Teiler (die multipliziert wieder 50 ergeben).

Somit genügt es, nur die kleineren Teiler zu finden, weil wir ja so die Größeren automatisch mit erhalten.

1 ist Teiler von 50, denn 50 = 1 ⋅ 50, also ist auch 50 ein Teiler.

2 ist Teiler von 50, denn 50 = 2 ⋅ 25, also ist auch 25 ein Teiler.

3 ist kein Teiler von 50, denn 50 = 3 ⋅ 16 + 2.

4 ist kein Teiler von 50, denn 50 = 4 ⋅ 12 + 2.

5 ist Teiler von 50, denn 50 = 5 ⋅ 10, also ist auch 10 ein Teiler.

6 ist kein Teiler von 50, denn 50 = 6 ⋅ 8 + 2.

7 ist kein Teiler von 50, denn 50 = 7 ⋅ 7 + 1.

Jetzt können wir das Ausprobieren beenden, weil ja 8 kein kleinerer, sondern nur ein größerer Teiler sein könnte
- schließlich ist 8 ⋅ 8 = 64 > 50, aber die größeren Teiler haben wir ja bereits alle bei den kleineren mit erhalten.

Richtig sortiert ergibt sich also für die Teilermenge von 50:
1, 2, 5, 10, 25, 50

Teilbarkeitsregeln rückwärts

Beispiel:

Bestimme eine Ziffer, die man für das Kästchen ⬜ einsetzen kann, damit 17⬜4 sowohl durch 3 als auch durch 4 teilbar ist.

Lösung einblenden

Wir schauen zuerst, welche Ziffern möglich sind, dass die Zahl durch 4 teilbar ist.
Dazu müssen wir ja nur die letzten beiden Stellen betrachten, also ⬜4.

Da an der letzten Stelle eine 4 steht, muss an der vorletzten Stelle eine gerade Zahl (also 0, 2, 4, 6 oder 8) stehen, damit sie durch 4 teilbar ist (weil eben nur 04, 24, 44, 64, 84 durch 4 teilbar sind).

Diese verbleibenden Möglichkeiten überprüfen wir nun noch auf Teilbarkeit durch 3.

0: Dann wäre die Zahl 1704, für die Quersumme gilt dann: 1 + 7 + 0 + 4 = 12, also durch 3 teilbar.

2: Dann wäre die Zahl 1724, für die Quersumme gilt dann: 1 + 7 + 2 + 4 = 14, also nicht durch 3 teilbar.

4: Dann wäre die Zahl 1744, für die Quersumme gilt dann: 1 + 7 + 4 + 4 = 16, also nicht durch 3 teilbar.

6: Dann wäre die Zahl 1764, für die Quersumme gilt dann: 1 + 7 + 6 + 4 = 18, also durch 3 teilbar.

8: Dann wäre die Zahl 1784, für die Quersumme gilt dann: 1 + 7 + 8 + 4 = 20, also nicht durch 3 teilbar.

Die möglichen Ziffern sind also 0 und 6.

Summe von Primzahlen

Beispiel:

Schreibe 20 als Summe von zwei Primzahlen:

Lösung einblenden

Wir testen der Reihe nach alle Primzahlen, ob sie mit einer weiteren Primzahl die Summe von 20 bilden:

2 + 18 = 20, dabei ist 18 aber keine Primzahl

3 + 17 = 20, dabei ist 17 auch eine Primzahl

3 und 17 wären also zwei Primzahlen mit 3 + 17 = 20

Primfaktorzerlegung

Beispiel:

Bestimme die Primfaktorzerlegung von 105 :

Lösung einblenden

Wir testen der Reihe nach alle Primzahlen, ob sie Teiler von 105 sind und zerlegen dann immer die Zahl in die Primzahl und den anderen Faktor:

105
= 3 ⋅ 35
= 3 ⋅ 5 ⋅ 7